题目内容

19．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．重锤由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示装置安装好器材
B．将打点计时器接到直流电源上
C．先松开悬挂纸带的夹子，后接通电源打出一条纸带
D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填写在下面的空行内，并说明原因．
B，打点计时器应接在交流电源上；C，应先接通电源再释放纸带．
（2）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测量出A点距打下的第一个点O距离为x0，点A、C间的距离为x1、点C、E间的距离为x2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算OC间重力势能减少量mg（x0+x1）与动能增加量$\frac{1}{32}m（{x}_{1}+{x}_{2}）^{2}{f}^{2}$．在误差范围内近似相等，则物体机械能守恒．

分析 （1）打点计时器使用交流电源，实验时应先接通电源再释放纸带．
（2）根据下落的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：（1）B错误，打点计时器应接在交流电源上．C错误，应先接通电源再释放纸带．
（2）OC段重力势能的减小量△Ep=mg（x0+x1），C点的瞬时速度${v}_{C}=\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{4T}=\frac{（{x}_{1}+{x}_{2}）f}{4}$，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}•m•\frac{（{x}_{1}+{x}_{2}）^{2}{f}^{2}}{16}$=$\frac{1}{32}m（{x}_{1}+{x}_{2}）^{2}{f}^{2}$．
故答案为：（1）B，打点计时器应接在交流电源上；C，应先接通电源再释放纸带．
（2）mg（x0+x1），$\frac{1}{32}m（{x}_{1}+{x}_{2}）^{2}{f}^{2}$．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量．

练习册系列答案
相关题目
9．如图所示，一个质量为m的匀质小球放在光滑斜面上，斜面倾角为α，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板AO挡住球，使之处于静止状态．设斜面对小球的压力为F1，挡板对小球的压力为F2，今使板与斜面的夹角β缓慢增大使木板逐渐变为水平位置，则下列说法正确的是（　　）
A．斜面对小球的压力F1逐渐减小，挡板对小球的压力F2先减小后增大
B．斜面对小球的压力F1逐渐增大，挡板对小球的压力F2先增大后减小
C．当挡板与斜面间的夹角β=90°时，挡板所受压力F2最小为F2min=mgsinα
D．当挡板与斜面间的夹角β=180°-α时，挡板所受压力F2最小为F2min=mgcosα
10．已知两个同频率的正弦交流电，它们的频率是50Hz，电压的有效值分别为12V和6V，而且前者超前后者$\frac{π}{2}$的相位角，以前者为参考相量，试写出它们的电压瞬时值表达式，并在同一坐标中画出它们的波形图，作出相量图．
7．质量m=5kg物体可视为质点，在沿斜面向上的恒定的拉力F=60N的拉力作用下由静止开始从倾角为37°的斜坡底端向上运动，经过2.5s撤去拉力F，此过程走过的距离为6.25m．已知物体和路面间摩擦因数恒定，求再经过2.5s物体离斜面底端多远．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
14．我校在做《研究匀变速直线运动》的实验中，电火花计时器使用的是交流电源，工作电压是220V；实验中得到一条纸带如图所示：0、1、2、3、4、5、6、为实验中依次打出的实际点，且可以计算得纸带的加速度大小为12m/s；4点的瞬时速度=1.6m/s．（结果保留两位有效数字）
4．如图所示，一传送带由水平和倾斜两部分平滑连接而成，水平部分距离地面的高度h=1m，长为L1=3m，倾斜部分的倾角θ=37°，长为L2=3.2m，传送带的速度v=2m/s，方向如图中箭头所示，现在将一个小煤块轻放在传送带的A端，已知煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5，求：（g取10m/s2）
（1）煤块到达B点的速度；
（2）煤块落地点与C点的水平距离s（忽略传送带转轮的大小）；
（3）整个过程中煤块在传送带上留下的痕迹有多长．
11．下列各物理现象，哪些人是处于超重状态的（　　）
A．某人加速冲上紫金公园门口上坡的台阶
B．宇航员在返回舱着陆前瞬间（注：返回舱会喷射一团高温高压高速气速而减速落地）
C．某人乘坐高层楼房的电梯从1层升至10层，在10层停止之间瞬间
D．体操运动员在单杠项目中表演单臂大回环经过最低点时
8．在如图所示的U-I图象中，直线a为某电源的路端电压U与于路电流I的关系图象，
直线b为某电阻R的伏安特性曲线．用该电源和电阻R连接成闭合电路，由图象可知（　　）
A．R的阻值1.5ΩB．电源电动势为3V，内电阻为0.5Ω
C．电源的输出功率为3.0WD．电源的效率为50%
9．如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B运动，电子重力不计，则电子仅受电场力作用，则电子受力情况是（　　）
A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右
C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网